Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Przepływy dwufazowe w energetyce
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-108-SM-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Pająk Tadeusz (pajak@agh.edu.pl)
Module summary

Przepływy dwufazowe to poszerzenie wiedzy nabytej na I stopniu z zakresu mechaniki płynów gdy pod pojęciem takiego przepływu rozumiany jest przepływ dwóch wzajemnie niemieszających się faz poddanych nie tylko działaniom sił zewnętrznych, ale także oddziaływaniom międzyfazowym. Omówione zostaną podstawowe rodzaje tego rodzaju przepływów ze szczególnym uwzględnieniem tych jego aplikacji, które mają bezpośrednie odniesienie do urządzeń energetycznych (kotły fluidalne, turbiny).

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy dla osiągniecia żądanego celu Diploma thesis preparation,
Scientific paper,
Participation in a discussion,
Execution of a project,
Execution of exercises,
Involvement in teamwork
Skills: he can
M_U001 potrafi zastosować wiedzę z zakresu termodynamiki i mechaniki płynów do opisu zjawisk fizycznych i modelowania procesów wymiany ciepła i masy oraz spalania opartych na przepływach dwufazowych i zachodzących w różnego rodzaju maszynach i urządzeniach energetycznych Test,
Presentation,
Project,
Diploma thesis preparation,
Scientific paper,
Report,
Case study,
Execution of a project
M_U002 posiada umiejętności posługiwania się zaawansowaną wiedzą z zakresu mechaniki oraz przepływów dwufazowych dla celów projektowania maszyn i urządzeń energetycznych MBM2A_U02 Presentation,
Engineering project,
Diploma thesis preparation,
Scientific paper,
Case study,
Execution of a project,
Execution of exercises
Knowledge: he knows and understands
M_W001 ma wiedzę w zakresie podstaw fizyki oraz mechaniki płynów ośrodka jednofazowego niezbędną do analizy zagadnień dotyczących aplikacji przepływów dwufazowych w systemach i urządzeniach energetycznych Presentation,
Project,
Scientific paper,
Participation in a discussion,
Execution of a project,
Execution of exercises,
Essays written during classes
M_W002 ma wiedzę w zakresie podstaw informatyki celem wykorzystania programów komputerowyych dla celów wizualizacji zjawisk przpływów dwufazowych wraz z formułowaniem i prostych przykładów dla tego typu przepływów Activity during classes,
Test,
Oral answer,
Presentation,
Execution of a project,
Execution of exercises
M_W003 ma elementarną wiedzę w zakresie termodynamiki technicznej jako dyscypliny inżynierskiej powiązanej z aplikacją przepływów dwufazowych do procesów przepływowych w systemach i maszynach energetycznych Test,
Oral answer,
Presentation,
Project,
Scientific paper,
Participation in a discussion,
Execution of a project,
Execution of exercises
M_W004 posiada zasób wiedzy umożliwiającej samodzielne projektowanie, wytwarzanie i eksploatację prostych maszyn, urządzeń i systemów energetycznych opartych na aplikacjach przepływów dwufazowych MBM2A_W17 Test,
Oral answer,
Diploma thesis,
Presentation,
Engineering project,
Scientific paper,
Participation in a discussion,
Execution of a project,
Involvement in teamwork
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
52 26 0 0 26 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy dla osiągniecia żądanego celu + - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi zastosować wiedzę z zakresu termodynamiki i mechaniki płynów do opisu zjawisk fizycznych i modelowania procesów wymiany ciepła i masy oraz spalania opartych na przepływach dwufazowych i zachodzących w różnego rodzaju maszynach i urządzeniach energetycznych + - - + - - - - - - -
M_U002 posiada umiejętności posługiwania się zaawansowaną wiedzą z zakresu mechaniki oraz przepływów dwufazowych dla celów projektowania maszyn i urządzeń energetycznych + - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 ma wiedzę w zakresie podstaw fizyki oraz mechaniki płynów ośrodka jednofazowego niezbędną do analizy zagadnień dotyczących aplikacji przepływów dwufazowych w systemach i urządzeniach energetycznych + - - + - - - - - - -
M_W002 ma wiedzę w zakresie podstaw informatyki celem wykorzystania programów komputerowyych dla celów wizualizacji zjawisk przpływów dwufazowych wraz z formułowaniem i prostych przykładów dla tego typu przepływów + - - + - - - - - - -
M_W003 ma elementarną wiedzę w zakresie termodynamiki technicznej jako dyscypliny inżynierskiej powiązanej z aplikacją przepływów dwufazowych do procesów przepływowych w systemach i maszynach energetycznych + - - + - - - - - - -
M_W004 posiada zasób wiedzy umożliwiającej samodzielne projektowanie, wytwarzanie i eksploatację prostych maszyn, urządzeń i systemów energetycznych opartych na aplikacjach przepływów dwufazowych + - - + - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 52 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 4 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Inne 2 h
Module content
Lectures (26h):
  1. Wprowadzenie do teorii przepływów dwufazowych i ich aplikacji w energetyce (4 godz.)

    Podstawowe rodzaje, struktury oraz właściwości przepływów dwufazowych. Rodzaje fazy rozproszonej, rozmiary i kształt cząstek, kropel i pęcherzy, gęstość i lepkość mieszaniny dwufazowej

  2. Opadanie swobodne i przyspieszone cząstek i kropel (3 godz.)

    Równania ruchu cząstek w prostoliniowym i krzywoliniowym polu prędkości płynu. Sedymentacja. Prędkość i rodzaje sedymentacji. Opadanie przyspieszone – zasada pracy i budowa cyklonu, ze szczególnym odniesieniem do technologii kotłów fluidalnych

  3. Modele przepływu dwufazowego (4 godz.)

    Równanie ogólne przepływu bezpoślizgowego. Równanie przepływu z rozdzieleniem faz. Przepływ z unoszeniem fazy rozproszonej

  4. Teoria procesu fluidyzacji (4 godz.)

    Teoria procesu fluidyzacji. Spadek ciśnienia w warstwie fluidalnej. Prędkość początku fluidyzacji, teoretyczny opis podstawowych parametrów początku fluidyzacji, liczba fluidyzacji. Własności i rodzaje warstw fluidalnych

  5. Aplikacje procesu fluidyzacji w energetyce (6 godz.)

    Wybrane przykłady aplikacji teorii fluidyzacji w instalacjach i urządzeniach energetycznych. Budowa iodzaje kotłów fluidalnych i skala zastosowań. Aplikacje w zakresie transportu hydraulicznego i pneumatycznego.

  6. Porównanie technologii kotłów fluidalnych z technologią kotłów pyłowych (2)

    Wskazanie zasadniczych cech konstrukcyjnych i funkcjonalnych kotłów fluidalnych (temperatura procesu spalania, odsiarczanie i odazotowanie spalin) w odniesieniu do kotłów pyłowych.

Project classes (26h):
  1. Zakres projektów, wybór projektu (2)

    Omówienie zakresu ćwiczeń projektowych oraz doboru narzędzi i programów komputerowych (2)

  2. Wizualizacja struktury dwufazowej (4)

    Opracowanie w formie projektu wizualizacji wybranej struktury przepływu dwufazowego, z wykorzystaniem CFD oraz przedstawienie metody określenia rodzaju właściwości przepływu dwufazowego (4)

  3. Wyznaczanie średnicy cząstek ciała stałego, kropel (2)

    Analiza metod określania średnich średnic cząstek stałych i przykłady obliczeniowe (2)

  4. Symulacja zjawisk pzrepływu w stacjonarnej i cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej, podstawowe parametry procesu fluizacji (4)

    Przeprowadzenie symulacji przepływu dwufazowego w oparciu o CFD dla modelu stacjonarnego i cyrkulacyjnego kotła fluidalnego oraz obliczenie na postawie przyjętych danych podstawowych parametrów procesu fluidyzacji złoża, szczególnie prędkości początku fluidyzacji wraz z wsparciem o stanowisko laboratoryjne (4)

  5. Komputerowo wspomagane obliczenia projektowe parametrów procesu fluidyzacji paliwa stałego (7)

    dobór rodzaju i rozmiarów cząstek ziaren paliwa, określenie rodzaju czynnika fluidyzacyjnego, określenie podstawowych parametrów procesu fluidyzacji – minimalna prędkość początku fluidyzacji, dobór rodzaju rusztu, przyjęcie ciśnienia w złożu i dobór wentylatora powietrza fluidyzacyjnego

  6. Zajęcia terenowe

    Zajęcia terenowe prowadzone wprost na terenie elektrowni z blokiem fluidalnym związane z tematyką profesjonalnego projektowania konstrukcji kotłów fluidalnych dla energetyki zawodowej (7)

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Studenci wykonują indywidualnie wskazane projekty mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez sylabus. Każdy z wykonanych projektów podlega ocenie w postaci przedłożonego sprawozdania. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy. W ramach projektu studenci odbędą także jedne zajęcia terenowe w obiekcie wprost związanym z treściami sylabusa, z których studenci zobowiązani są przedstawić sprawozdanie.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest pozytywna ocena z projektów (jako średnia), zaliczenie kolokwium końcowego i złożenie sprawozdania z zajęć terenowych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

- aktywność na ćwiczeniach i obecność na wykładach (10%)
- aktywność i opracowanie projektu (40%)
- kolokwium zaliczeniowe (50%)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

indywidualne zaliczenie nieodbytych zajęć albo wprost o tematyce jakiej zajęcia te dotyczyły, albo o wskazanej przez prowadzącego zajęcia innej tematyce

Prerequisites and additional requirements:

- powtórzenie i przypomnienie podstawowych zagadnień wykładanych na I stopniu studiów z zakresu termodynamiki i mechaniki płynów

Recommended literature and teaching resources:

1.Orzechowski Z.:Przepływy dwufazowe PWN, 1996
2.Chmielniak T.:Technologie energetyczne. WNT, Warszawa 2008.
3.Pająk T.: Przepływu dwufazowe w energetyce – materiały do wykładów

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Wpływ wybranych parametrów na ruch cząstki wody w strumieniu spalin — Effect of selected parameters on the water particle movement in flue gas stream / Tadeusz PAJĄK, Michał JURCZYK // Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2018 t. 97 nr 9, s. 1508–1510
2. Badanie suchej sorpcji ditlenku siarki i chlorowodoru wodorowęglanem sodu ze spalin elektrociepłowni węglowej — Study on dry sorption of sulfur dioxide and hydrogen chloride with sodium bicarbonate from flue gas of a coal-fired power plant / Grzegorz Święszek, Tadeusz PAJĄK // Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2017 t. 96 nr 8, s. 1730–1732.
3. Efektywność suchej metody oczyszczania spalin na przykładzie wybranych krajowych spalarni osadów ściekowych — Effectiveness of dry method of flue gas treatment as exemplified by some domestic sewage sludge incineration plants / Tadeusz PAJĄK // Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2015 t. 94 nr 9, s. 1540–1543.

Additional information:

brak